浅谈工程机械覆盖件的结构与加工工艺

陈龙

摘 要：进入20世纪以来，世界经济一体化加剧，工程机械市场竞争加剧，国内工程机械面临和国际优秀工程机械越来越多的正面交锋，客户也对工程机械产品提出了越来越高的要求，特别是主功能以外的外观造型要求，而覆盖件成品外观的优良，是造型设计优劣的最直接体现。所以，工程机械覆盖件的设计和生产已越来越受到重视。本文主要阐述了工程机械覆盖件结构与加工工艺的特点。

关键词：工程机械；覆盖件；结构与加工工艺

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.024

0 引言

工程机械覆盖件大部分属于驾驶室、机罩等部件，所以对于覆盖件不仅需要具有设计所要求的基本功能，而且还需要能够体现整机的造型艺术甚至是体现出厂商的品牌家族式设计，而且有它特有的设计生产特点和技术要求，特别是薄板件成型技术与一般小型薄板冲压件在质量要求和成型工艺方法等方面具有不同特点。由于工程机械产品覆盖件的形状比较复杂，生产过程还有大量的理论与技术问题需要深入细致的研究。

1 工程机械覆盖件的结构特点与质量要求

1.1 结构特点

①轮廓尺寸较大：如某厂商压路机驾驶室顶盖尺寸大约为1300mmX1200mm。②相对厚度小：工程机械覆盖件厚度一般为3mm左右，相对厚度（板厚与毛坯最大尺寸之比）可达0.001。③设计形状日趋复杂：即使是平面空间结构，也往往需要多次折弯才能形成所需要的空间结构。④工程机械外覆盖件多采用小圆角直线型或斜线型造型。

1.2 质量要求

工程机械覆盖件的制造质量应满足以下基本要求：

①保证与设计尺寸一致。包括轮廓尺寸、孔位尺寸以及局部形状尺寸等，并且必须保证装配或焊接的准确、美观。例如，例如不同焊接方法得到的外观质量有较大差别，产品质量要求较低时可选用焊条电弧焊、气焊；要求质量高，则选用氩弧焊、激光焊、电子束焊等。②覆盖件表面不允许有明显毛刺、凹陷等缺陷，成型筋应平直，轮廓线应圆滑并均匀过渡。③保证强度。覆盖件成型后的金属组织和力学性能尽量优于原始坯料，保证零件具有足够的强度，避免在行驶和作业中受振产生噪声甚至断裂失效。

2 工程机械覆盖件的加工工艺

2.1 弯曲加工成型

工程机械大部分覆盖件主要采用拉弯、折弯、单模压弯成型，即弯曲加工成型。这是因为工程机械很多属于力量型机械，整体造型并不要求速度与动感。例如，目前装载机、压路机等工程机械的覆盖件造型仍以直线为主，局部采用小圆角过渡，以体现机械挺拔有力的特点。当然，采用直线型结构也具有工艺简单的特点，这也是与我国工程机械现有生产装备水平和生产成本有关。弯曲加工是将金属板材、管材或型材经辊弯、压弯、拉弯或折弯等自由弯曲方法成型，所得的零件壁厚均匀并具有一定角度。这种加工方法适宜零件形状相对简单，小批量或单件生产加工，是工程机械驾驶室覆盖件的主要压力加工方法。

2.2 模具成型

空间曲面覆盖件采用冲压成型，即模具成型。冲压成型是工程机械覆盖件生产的发展趋势，因为冲压既能够生产小零件，又能够制造大型零件；既能够制造一般尺寸公差零件，又能够制造精密零件。冲压件刚度好，尺寸公差由模具保证，质量稳定，一般冲压后无须机加即可使用，且冲压件表面光滑美观，冲压工艺生产率高、材料利用率高，最主要是能够获得更复杂优美造型。目前著名工程机械制造厂商生产的挖机、压路机等工程机械的驾驶室、机罩均大面积采用冲压件，使原来的直线棱角风格转变为圆弧、曲面流线型风格。

3 覆盖件结构与工艺性设计要点

3.1 功能设计

重要覆盖件结构形式必须满足相应功能。例如，驾驶室设计必须保证操作人员的舒适性，并能从人机工程学角度优化设计，例如安全性、便捷性、效率、美观等；发动机罩除了对发动机系统提供必要的包容保护外，还应有隔离部分声源的功能，设计时还需要兼顾发动机散热和维修保养方便的要求。

3.2 刚度和强度设计

覆盖件刚度和强度的增强主要靠板件的不同结构形式（如压筋、折边、箱型）和填加不同形式的加强筋，采用曲面和棱线等造型方法实现。设计筋应注意对于平面零件，加强筋布置最好不交叉，避免应力集中。

3.3 工艺性设计

覆盖件的生产工艺性设计关系到整机设计意图体现，也关系到制造效率与成本。覆盖件生产工艺应考虑以下几个方面：在设计压型件时，应考虑现有模具的利用率和设计的继承性；折弯内圆角半径应尽量统一；对于形体较大的压型件，还可考虑采用冲压与焊接复合工艺，使加工更方便，用较简单工艺制造出更复杂零件。

4 小结

工程机械产品是属于多品种、多规格、小批量生产，这就决定了工程机械覆盖件成型不可能像汽车那样采用大批量的冲压成型技术生产线；对于大多数直線平面结构覆盖件，多数是采用机械折弯成型或单模具压型，而只对少数空间曲面结构采用冲压成型，这样做大大降低成本，当然也会降低制造精度和外观质量，只要精心操作，不断改进生产工艺，还是能满足使用要求。从长远考虑，建立专业化的生产线，实现覆盖件专业化和机械化生产是提高工程机械外观质量的一个值得研究的课题。

参考文献：

[1]张瑞，杨季龙，王宝宁，杨小朋，李淑忠.工程机械覆盖件的结构与工艺改进[J].建筑机械化，2012，33（11）.

[2]王爱珍.钣金加工技术.北京：机械工业出版社，2008.

[3]崔令江.汽车覆盖件冲压成型技术.北京：机械工业出版社，2003.